а) Стороны склада — целые числа, и его объем 120 делится на 3, поэтому есть сторона, длина которой кратна 3. Обозначим ее длину через 3m. Тогда выложим m контейнеров с размерами 1×1×3 м длинной стороной вдоль стены с длиной 3m. Длины остальных сторон склада делятся на длины других сторон контейнеров, так как любое целое число делится на 1. Тогда аналогичным образом продолжим выкладывать контейнеры и заполним такими операциями весь склад.
Значит, склад размером 120 кубометров точно можно заполнить данными контейнерами.
б) Попробуем построить пример. Для того чтобы не пришлось рассматривать много случаев, возьмем такой склад, в который можно поместить контейнеры только одним способом. То есть все стороны должны быть меньше 6. Если возьмем склад размером 2×2×25 м, то сторона длины 3 м любого из уложенных контейнеров должна быть параллельна стороне длины 25 м склада. Мысленно разделим склад на четыре полосы размерами 1×1×25. В каждую из них можно поместить не более 8 контейнеров. Возможно, некоторые контейнеры будут лежать в нескольких полосах одновременно. Но в любом случае максимальное количество уникальных контейнеров, которые можно разместить на складе 2×2×25, равно 8⋅4=32. Значит, поместить 33 контейнера не удается.
в) Рассмотрим склад размером 2×2×200. Вдоль стен со сторонами 2 м не получится класть контейнеры стороной 3 м, значит, сторона 3 м у контейнера будет лежать вдоль стены 200 м. То есть по соображениям из пункта б) на такой склад поместится максимум 66⋅4=264 контейнера. Тогда останется свободным хотя бы
2⋅2⋅200−264⋅3=800−792=8
кубометров объема, то есть 1% склада. Значит, более чем 99% объема склада гарантированно заполнить не удастся.
Теперь докажем, что хотя бы 99% объема при любой другой конфигурации склада заполнить получится. Пусть дан склад размером x×y×z и сторона x≥3. Тогда можем мысленно отделить часть склада со стороной 3 м и останется объем (x−3)×y×z, а часть склада 3×y×z можно полностью заполнить контейнерами с помощью алгоритма из пункта а). Такую операцию можно делать с любой стороной склада, длина которой не меньше 3. Тогда будем продолжать отрезать части склада со стороной 3 м до тех пор, пока не останется параллелепипед с измерениями, не превосходящими 2×2×2. Получим, что пустует максимум 8 кубометров из 800, то есть максимум 1%.
Таким образом, хотя бы 99% объема при любой конфигурации склада получится заполнить.
Ответ:
а) Нет
б) Да
в) 99%